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第1章 绪论和大气基本知识 1

1.1 为什么要学习飞行原理 1

1.2 学习本教材的基本要求 2

1.3 大气的基本知识 2

1.3.1 大气层概况 3

1.3.2 大气的三个物理参数ρ、p、T和气体状态方程式 4

1.3.3 空气的粘性与粘性系数 6

1.3.4 空气的可压缩性和声速 7

1.3.5 小扰动波在空气中的传播规律和马赫数Ma 11

1.3.6 流体的连续性假设 13

1.4 国际标准大气（ISA） 13

1.4.1 为什么需要ISA 13

1.4.2 制定ISA的基准 13

1.5 应用举例——飞行高度 16

1.5.1 机场的海拔高度Ha（亦称绝对高度） 16

1.5.2 飞机的压力高度Hp（或H） 16

1.5.3 飞机的密度高度Hρ 18

第2章 流体沿流管的低速流动 20

2.1 相对运动原理 20

2.2 流体流动现象的观察与描述 21

2.2.1 流体流动现象的观察（可视化方法） 21

2.2.2 流场、流线、流面、流管和流量 23

2.2.3 定常流动与非定常流动 23

2.3 流体沿流管低速流动的连续方程 24

2.4 无粘流体沿流管低速流动的能量方程 25

2.5 伯努利（Bernoulli）方程 26

2.5.1 流管水平放置的情况 26

2.5.2 文氏管的流动 27

2.6 流速的测量 28

2.6.1 低速气流流过α＝0轴对称物体的绕流图画 28

2.6.2 空速管测速原理 29

2.6.3 各种空速的定义 30

2.7 低速粘性管流的基本知识 32

2.7.1 粘性流体的两种典型流态 32

2.7.2 粘性流体在收缩或扩张管内的流动 34

第3章 飞机的低速空气动力特性 36

3.1 飞机的外形与气动布局 36

3.1.1 概述 36

3.1.2 机翼的外形和几何参数 39

3.1.3 机身的外形和几何参数 43

3.2 低速时翼型的升力与力矩特性 44

3.2.1 对称翼型的绕流图画和空气动力 44

3.2.2 非对称翼型的绕流图画和空气动力 51

3.3 低速时空气粘性对翼型空气动力的影响 56

3.3.1 翼型的粘性阻力特性 57

3.3.2 粘性对翼型升力和力矩特性的影响 61

3.4 低速时翼型空气动力特性小结 63

3.4.1 翼型的升力公式、俯仰力矩公式和阻力公式 63

3.4.2 翼型的阻力极曲线 64

3.5 低速时气动操纵面翼型与襟翼翼型的空气动力 67

3.5.1 气动操纵面翼型的空气动力特性 67

3.5.2 襟翼翼型的空气动力特性 70

3.6 低速时机翼的空气动力特性 76

3.6.1 机翼展弦比A的影响 76

3.6.2 机翼梢根比λ的影响 80

3.6.3 机翼后掠角∧1/4的影响 82

3.6.4 机翼展向扭转角的影响 82

3.6.5 梯形后掠机翼的空气动力特性 83

3.7 低速时飞机的空气动力特性 88

3.7.1 飞机的升力特性 88

3.7.2 飞机的阻力特性 90

3.7.3 飞机的阻力极曲线 92

3.8 飞机的俯仰力矩特性 92

第4章 流体沿流管的高速流动 94

4.1 概述 94

4.2 空气沿流管高速流动时的连续方程 94

4.3 空气沿流管高速流动时的能量方程 95

4.3.1 高速流动时的能量方程 95

4.3.2 高速流动时能量方程的各种形式 96

4.4 可压、无粘气流的总参数和静参数 96

4.4.1 气流的总温Tt 96

4.4.2 气流的总压pt 97

4.4.3 气流的总密度ρt 98

4.5 空气沿流管高速流动的动量方程 98

4.6 流速和流管横截面积变化的关系 99

4.6.1 低速、无粘流动的关系式 99

4.6.2 高速、无粘流动的关系式 100

4.7 实用例子 102

4.7.1 涡轮喷气发动机的进气道和尾喷管 102

4.7.2 火箭发动机的尾喷管 103

第5章 飞机的高速空气动力特性 105

5.1 超声速气流中的激波和膨胀波现象 105

5.1.1 超声速气流中的激波现象 105

5.1.2 超声速气流中的膨胀波现象 108

5.2 超声速时翼型的空气动力特性 111

5.2.1 翼型的厚度波阻力和厚度波阻力系数 111

5.2.2 翼型的升力系数和迎角波阻力系数 113

5.2.3 翼型的俯仰力矩特性（气动中心和压力中心） 115

5.2.4 翼型的阻力特性 116

5.3 亚声速与跨声速时翼型的空气动力特性 116

5.3.1 亚声速时翼型的空气动力特性 116

5.3.2 跨声速时翼型的空气动力特性 117

5.4 高速飞机的外形和空气动力特性 122

5.4.1 选用薄翼型或高速翼型 122

5.4.2 采用后掠机翼和小展弦比机翼 123

5.4.3 高速飞机的空气动力特性 126

第6章 飞机飞行性能分析需要的其他原始数据 131

6.1 飞机的重量和重心位置 131

6.1.1 飞机重量和重心位置的重要性 131

6.1.2 飞机的重量及其限制 132

6.1.3 一次航班飞行中飞机的各个重量与重量限制检查 134

6.1.4 飞机的重心、重心位置与内部装载（配平） 135

6.2 螺旋桨式飞机的可用拉力与可用功率 142

6.2.1 螺旋桨产生可用拉力的原理 142

6.2.2 可用功率和可用拉力 148

6.3 涡轮喷气发动机的可用推力和可用功率 152

6.3.1 涡轮喷气发动机的推力 152

6.3.2 涡扇喷气发动机的情况 152

6.3.3 涡喷发动机的可用推力与可用功率特性曲线 153

6.4 飞机发动机的燃油流量特性 155

6.4.1 涡轮喷气发动机的燃油流量特性 155

6.4.2 活塞式发动机的燃油流量特性 156

6.5 飞机的坐标轴系和飞行中的相关角度 158

6.5.1 有关飞机的坐标轴系 158

6.5.2 飞机飞行中的相关角度 159

6.5.3 飞机的纵向飞行和侧向飞行 161

第7章 飞机的基本飞行性能 163

7.1 飞机纵向定直平飞性能 163

7.1.1 飞机纵向定直平飞的姿态和受力平衡方程 163

7.1.2 飞机定直平飞中的需用速度和升力系数 164

7.1.3 飞机定直平飞中的需用推力Tr和需用功率Pr 166

7.1.4 飞机定直平飞性能的确定——图解法 172

7.1.5 运营中诸参数（WATC）变化对定直平飞性能的影响 173

7.1.6 飞机定直平飞范围（定直平飞包线） 179

7.1.7 飞机定直平飞的静操纵原理 182

7.2 飞机纵向定直爬升飞行性能 184

7.2.1 飞机纵向定直爬升的姿态和受力平衡方程 184

7.2.2 飞机纵向定直爬升的阻力DC（需用推力）和需用功率PC 186

7.2.3 飞机纵向定直爬升性能的确定——图解法 187

7.2.4 运营中诸参数（WATC）变化对定直爬升性能的影响 190

7.2.5 飞机爬升综合性能与常值风的影响 192

7.2.6 飞机定直爬升飞行的静操纵原理 198

7.3 飞机纵向定直下降飞行性能 199

7.3.1 飞机纵向定直下降的姿态角和受力平衡方程 199

7.3.2 飞机纵向定直下降的阻力DD（需用推力）和需用功率PD 201

7.3.3 飞机纵向定直下降飞行性能的确定——图解法 202

7.3.4 运营中诸参数（WATC）变化对定直下降性能的影响 203

7.3.5 飞机下降综合性能与常值风的影响 203

7.3.6 飞机无动力定直下滑飞行性能 206

7.3.7 飞机定直下降飞行的静操纵原理 209

7.4 飞机定直巡航飞行性能 209

7.4.1 巡航飞行的基本概念、航程和航时 209

7.4.2 飞机的比航程SR和比航时SE曲线 211

7.4.3 运营中诸参数（WATC）变化对定直巡航性能的影响 214

7.4.4 飞机定直巡航的航程和航时计算 218

7.4.5 常值风的利用与飞机巡航性能综合图表 220

第8章 飞机的机动飞行性能 229

8.1 飞机正常盘旋的静操纵原理与性能 229

8.1.1 飞机正常盘旋飞行的定义和静操纵原理 229

8.1.2 飞机正常盘旋飞行中的基本关系式 233

8.1.3 飞机正常盘旋飞行性能 236

8.1.4 飞机的设计机动飞行包线（V-n图） 240

8.2 飞机的起飞性能 244

8.2.1 机场场地概况和飞机的起飞过程与特点 244

8.2.2 飞机起飞滑跑过程中的受力分析与操纵 249

8.2.3 飞机起飞需用长度（距离）LTO和需用时间tTO 251

8.2.4 运营中诸参数对LTO和tTO的影响分析 253

8.2.5 飞机起飞性能图表简介 260

8.2.6 多发动机飞机单发停车的起飞问题 263

8.3 飞机的着陆飞行性能 267

8.3.1 飞机着陆飞行过程与特点 267

8.3.2 飞机着陆滑跑中的受力分析 272

8.3.3 飞机着陆需用长度（距离）LL与需用时间tL 273

8.3.4 运营中诸参数对LL和tL的影响分析 274

8.3.5 飞机着陆飞行性能图表简介 277

8.3.6 地面效应（ground effect） 281

8.3.7 复杂、恶劣天气现象对飞行性能的影响 284

第9章 飞机纵向定直飞行中的稳定性与操纵性 292

9.1 飞机纵向定直飞行中的俯仰力矩特性 292

9.1.1 飞机各部件空气动力提供的俯仰力矩 292

9.1.2 飞机动力装置工作对俯仰力矩的贡献 295

9.1.3 偏转升降舵产生的俯仰操纵力矩 298

9.1.4 飞机对重心的俯仰力矩系数公式 299

9.1.5 飞机纵向俯仰力矩平衡的两种状态 300

9.2 飞机纵向定直飞行中的纵向静稳定性 301

9.2.1 飞机纵向静稳定性的定义 301

9.2.2 保证飞机具有纵向静稳定性的条件 301

9.2.3 两种不同性质的升降舵偏角δe的平衡曲线 302

9.3 飞机纵向定直飞行中的纵向静操纵性 304

9.3.1 飞机纵向静操纵性的定义 304

9.3.2 对飞机纵向静操纵性的基本要求 304

9.3.3 保证飞机具有纵向静操纵性的条件 305

9.3.4 运营中飞机重心位置h和飞行高度H的变化对飞机纵向静操纵性的影响 305

9.3.5 改善飞机纵向静操纵性的措施 308

9.3.6 高速飞行中出现的速度静不稳定性与马赫数配平装置 309

9.3.7 飞机起飞、着陆中升降舵操纵效能检查 310

9.4 飞机纵向定直飞行的动稳定性和动操纵性 312

9.4.1 飞机纵向动稳定性与静稳定性的区别 312

9.4.2 飞机纵向动稳定性的描述方法 312

9.4.3 飞机纵向受扰运动的两种振荡模态 313

9.4.4 飞机纵向动稳定性小结 317

9.4.5 飞机纵向动操纵性简介 317

第10章 飞机侧向定直飞行中的稳定性与操纵性 322

10.1 飞机侧向定直飞行的特点 322

10.2 飞机的横向静稳定性 323

10.2.1 飞机横向静稳定性的定义 323

10.2.2 飞机横向静稳定性的表示方法 324

10.2.3 如何保证飞机具有横向静稳定性 324

10.2.4 飞机横向静稳定性导数Clβ的变化情况 327

10.3 飞机的横向力（亦称侧向力）特性 328

10.3.1 飞机横向力系数的导数CYβ 328

10.3.2 飞机横向力系数导数CYβ的变化情况 329

10.4 飞机的方向静稳定性 330

10.4.1 飞机方向静稳定性的定义 330

10.4.2 飞机方向静稳定性的表示方法 330

10.4.3 如何保证飞机具有方向静稳定性 331

10.4.4 飞机方向静稳定性导数Cnβ的变化情况 331

10.5 飞机副翼和方向舵的操纵效能 333

10.5.1 飞机副翼的操纵效能Clδa 333

10.5.2 飞机方向舵的操纵效能Cnδr 334

10.6 定直侧滑飞行中飞机侧向平衡曲线与侧向静操纵性 335

10.6.1 定直侧滑飞行中飞机的侧向平衡曲线 335

10.6.2 定直侧滑飞行中飞机的侧向静操纵性 336

10.7 侧风进近着陆飞行中侧向平衡与操纵 337

10.7.1 正侧风对进近着陆飞行的影响 337

10.7.2 修正偏流的进近着陆方法 338

10.7.3 有侧风时对着陆航线飞行的影响 340

10.8 双发飞机空中单发停车后飞机的侧向平衡与操纵 340

10.8.1 双发喷气式飞机空中左发停车失效 340

10.8.2 双发喷气式飞机左发停车失效后做侧向定直飞行的平衡与操纵 341

10.8.3 双发喷气式飞机右发停车失效后做侧向定直飞行的平衡与操纵 344

10.9 飞机侧向飞行中的动稳定性与动操纵性 345

10.9.1 飞机侧向飞行动稳定性的特点 345

10.9.2 飞机侧向受扰运动的模态 347

10.9.3 飞机侧向飞行中的动稳定性小结 348

10.9.4 飞机侧向飞行中的动操纵性 349

附录 国际单位、英制单位及其换算 351

参考文献 352

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